专题四 金属和金属矿物（讲解部分）

1、.专 题 四金 属 和 金 属 矿 物知识结构形成 一种金属与某些金属或非金属熔合在一起而形成的具有 金属特性 的物质ïyï性质合金 í强度和硬度比其组成金属 高熔点比其组成金属 低ïìï种类 铁合金 铝合金 铜合金 钛合金等ïïïî用途金属 ïìïìï材料 íï共性 常温下 多数金属为 银白色 固体 密度较大 熔点较高ï有良好的 导热性 导电性 延展性 机械加工性能物理性质 ïïï&#

2、239;ïïï及用途ïïï îï纯金属 íí特性 铜呈 紫红 色 金呈 黄 色 汞为液体ï用途 由金属本身的性质 价格 资源 是否美观 使用是否便利î是否便于回收和环保等因素决定ïïïï化学性质 金 íï与氧气反应与稀盐酸 稀硫酸反应 置换反应 与金属的盐溶液反应属 ïï与 ïî金属活动性顺序及其应用属 ïìï金属矿石 以单质形态存在 金矿 银矿矿

3、 ïï以化合物形态存在 铁矿石 铜矿石 铝矿石等矿石的存在形式与 金属活动性有关物 ïïï铁的冶炼ïî金属资源的 ï利用和保护 íï原料 铁矿石 焦炭 石灰石 空气高温原理 利用一氧化碳把铁从铁矿石里复原出来 化学方程式为铁生锈的条件 与 氧气 和 水 同时接触ï防止金属锈蚀的措施 保持金属外表洁净 干燥 在金属外表涂一层保护膜ïï金属的锈蚀与防护 í刷漆 烤蓝 电镀等 改变金属内部结构 如制成不锈钢等ïï保护金属资源的途径 防止金属腐

4、蚀 回收利用金属 有计划 合理地开采金属矿物 寻找金ïïîî属代用品等考点一 金属材料 金属的化学性质ìï考点清单铁在纯氧中可剧烈燃烧ï金属 酸 盐 氢气 置换反应ïï点燃ïïï与 的反应 í铁在潮湿空气中易生锈ïï 铁锈的主要成分是ïï与 反应 íïïî铁在枯燥空气中性质稳定ï点燃 üï ïïý 化合反应ïï

5、;îï þ说明 铝在 空 气 中 与 氧 气 反 应 生 成 一 层 致 密 的 氧 化 铝 薄 膜 使铝的抗腐蚀性比铁强金属 盐 新金属 新盐 置换反应金属 金属活动性顺序中 位于前面的金属 除外 可把后面的金属从它的盐溶液中置换出来 后面的不能置换前面 的 如 可与 溶液反响而 与 不能反应盐 必须是可溶性盐 盐假设不溶于水 那么不能反应 如 可与 溶 液 发 生 置 换 反 应但 与 不能反应专题四 金属和金属矿物 金属活动性顺序及其应用常见金属活动性顺序金属活动性逐渐减弱金属活动性顺序的应用在金属活动性顺序中 金属的位置越靠前 它的活动性就越强 金属的位置

6、越靠后 它的稳定性就越强 在金属活动性顺序中 位于氢前面的金属能置换出盐酸稀硫酸中的氢 不可用浓硫酸 位于氢后面的金属不 与 酸 发 生置换反应在金属活动性顺序中 位于前面的金属 除 外 能把位于后面的金属从它的盐溶液中置换出来 前换 后 后 面 的不能置换前面的 此条不考虑氢前 氢后将多种金属放入同一种金属的盐溶液或将一种金属放入多种金属的盐的混合溶液时 反响除遵守 前换后 原那么外 还同 时遵循 远间隔 先置换 的规律如 将铁和铜同时 放 入 硝 酸 银 溶 液 中 铁 先 发 生 置 换 反 应 将铁同时放入硝酸 铜 和 硝 酸 银 的 混 合 溶 液 中 铁 先 与 硝 酸 银 溶 液

7、发生置换反应 后与硝酸铜溶液发生置换反应注意 等 金 属 的 活 动 性 较 强 不 能 与 盐 溶 液 发 生置换反应浓硫酸具有氧化性 不能与金属发生置换反应铁与酸或盐溶液发生置换反应 只能生成 价的亚铁盐 不能生成 价的铁盐例 河南， 分 金属活动性顺序在工农业生产 和科学研究中有重要应用铝比较活泼 为什么铝制品却有很好的抗腐蚀性能 农业上不 能 用 铁 制 容 器 配 制 波 尔 多 液 含 硫 酸 铜 请用化学方程式解释探 究 实 验 分 别 将 不 同 量 的 锌 粉 加 入 到 一 定 量 的 混 合 溶 液 中 充 分 反 应 后 过 滤以下是不同情况下对固体或滤液成分的探究 假

8、设向所得固体 上 滴 盐 酸 有 气 泡 产 生 那么 该 固 体 含 有 的 金属为 猜想 滤液中溶质为 请分 析该猜测不合理的原因 解析 铝的活动性较强 常温下可与空气中的氧气发 生反应 在外表生成一层致密的氧化铝薄膜 阻止铝的进一步氧化 因此铝制品具有很好的抗腐蚀性能 波尔多液中含有硫 酸铜 铁会与硫酸铜发生置换反应 生成硫酸亚铁和铜 因 此 不考点二 金属资源的利用和保护 铁的冶炼 实验室模拟炼铁实验高温 高温原理 或现象 假设用氧化铁 那么红棕色粉末变成黑色 澄清石灰水 变浑浊 尾气燃烧呈蓝色火焰步骤 先通 后加热 反 应 完 毕 后 先 停 止 加 热 直 到 装置冷却后再停顿通实

9、验装置实验注意事项 实验开场先通一氧化碳排尽玻璃管中 的空气 以免加热时发生爆炸实验完毕时先 停 止 加 热 继 续 通 入 一 氧 化 碳 至 温 度 降 低 到室温 防止生成的铁在高温时被氧化 同时防止石灰水进入灼热的玻璃管内尾气处理 一氧化碳有毒 实验装置中必须有尾气处理装 置 一般采用以下 两 种 方 法 点 燃 和 收 集 另 外 还 可 以 直 接 将导管转向酒精灯 既可防止 污染空气 又能充分利用尾气燃 烧放出的热量 节约能源酒精灯加网罩 目的是集中火焰进步火焰温度 铁锈蚀条件的探究条件铁在枯燥的 空气中铁全部 在水中铁与空气和 水同时接触铁与水和氧 气同时接触装置生锈程度不生锈

10、不生锈生锈生锈严重结论铁生锈的主要条 件 是 与 水 和 氧 气 同 时 接 触 且 氧 气 的 浓 度越大 越易生锈铁锈蚀条件 铁与氧气和水 或水蒸气 同时接触ï能用铁制容器配制波尔多液 将锌粉加入到混合溶液中 ï í因为镁比锌活泼 因此硝酸镁不与锌发生反应 那么能与盐酸反应 ïî铁制品隔绝空气 如 涂上一层保护膜ïï 刷油漆 涂凡士林 烤蓝等产生气泡的物质一定是锌 此时混合溶液中的硝酸银 硝酸铜均已反应 完 全 因 此 固 体 中 含 有 的 金 属 是 锌 银 铜 三 种 根 据 远间隔 先置换 原那么可知 锌先与硝酸

11、银发生反应 当滤液中含 有硝酸银时 一定也有硝酸铜 因此猜测不合理 答案 铝与氧 气 反 应 表 面 生 成 致 密 的 氧 化 铝 薄 膜 能阻止铝的进一步氧化或锌 铜 银防锈的方法 í铁制品隔绝水 如 外表保持枯燥等ï改变铁制品的内部结构 制成合金 如 制成ï î不锈钢等例 湖南娄底， 分 金 属 材 料 在 生 产 生 活 中 起着重要作用铝 可 制 成 电 线 主 要 是 利 用 其 有 良 好 的 延 展 性 和 性金 属 生 锈 是 世 界 面 临 的 难 题 铁 生 锈 实 际 上 是 铁 与滤液中有 时 一 定 也 有 因 为 先 与 共

12、同作用的结果反响后与 反应 或 滤 液 中 无 时 也一定没有 因为 与 反响生成 而 能 与 反应防止金属腐蚀是保护金属资源 的 有 效 途 径 之 一 请 再 写出一条有效途径 解析 铝可制成电线 主要是利用其良好的延展性和 导电性 铁生锈实际上是铁与空气中的氧气和 水 共 同 作 用的结果 防止金属腐蚀 回收和利用废金 属 寻 找 金 属 的 代 替品等都是保护金属资源的有效途径 答案 导电 空气中的氧气和水 回收利用 废金属等 答案不唯一易混易错一、金属与酸、盐的反响规律及反响前后溶液质量的变化三、金属与混合盐溶液反响后滤渣、滤液成分的判断将铁粉不断加入 硝 酸 铜 硝 酸 银 硝 酸

13、 锌 的 混 合 溶 液 中 由 于锌比铁活泼 根据金属与盐溶液的反响规律可知 铁不与硝酸 锌发生反应 因此滤液中一定含有硝酸锌 滤渣中一定不含金属 锌 根据 远间隔 先置换 规律可知 铁首先与硝酸银溶液发生反 应 与硝酸银反响完全后 假设铁粉有剩余 铁才与硝酸铜发 生 反 应 最终剩余物的成分与参加铁粉的量有关 详细分析如下铁粉的量 持续参加滤渣成分滤液成分注意 的 金 属 活 动 性 很 强 不 能 与 盐 溶 液 发 生 置 换反应二、影响金属与酸反响速率的因素例 上海， 分 在 硝 酸 银 硝 酸 铜 的 混 合 溶 液 中 加 入 一 定 量 锌 粉 反 应 停 止 后 过 滤 滤

14、液 仍 为 蓝 色 有 关 判 断 正 确 的 是滤渣中一定有银 没有铜和锌 滤渣中一定有银和锌 可能有铜 滤液中一定有硝酸锌 硝酸铜 硝酸银 滤液中一定有硝酸锌 硝酸铜 可能有硝酸银 解析 锌粉加入 的混合溶液中 锌先 和 反应 再和 反应 反响后过滤 滤液仍为蓝色 说明滤液中含有 那么锌无剩余 滤渣中一定有 可能含 有 滤 液 中 一 定 有 可 能 含 有 答案 错因透视 不 能 根 据 滤 液 仍 为 蓝 色 判 断 出 反 应 的 情 况 而 错选。方法一 金属活动性强弱的探究 两种金属 、 的活动性强弱探究将其中一 种 金 属 插 入 另 一 种 金 属 的 盐 溶 液 中 观 察

15、 实 验趣小组设计了如下图的四个实验 其中不必进展的实验是现象方案 将 插入 溶液中 方案 将 插入 溶液中 三种金属 、 的活动性强弱探究对给出金属按活动性排序变中间或变两边 两金一盐 或 两盐一金 方案 将 分别插入 溶液中方案 将 分别插入 溶液中 多种金属的活动性强弱探究 利用酸区分氢前金属和氢后金属 利用两种或三种金属的活动性强弱探究方法进展探究例 为验证 三种金属的活动性强弱 某化学兴 解析 中 实 验 说 明 为 氢 前 金 属 中 实 验 说 明 为氢后金属 中实验说明活动性 因此三种金属的活动 性顺序为 故不需进行 中实验 答案 变式训练 下 列 可 用 于 验 证 三 种

16、金 属 的 活 动 性顺序的一组药品是溶液溶液专题四 金属和金属矿物溶液该图像表示足量等浓度的稀盐酸中分别加入镁 铝 锌和铁溶液溶液的质量与产生氢气质量的关系答案 解析可以与溶液反应不与溶液反图像类型三横坐标表示酸的质量 纵坐标表示氢气的质量应 证明 比 活泼 但无法判断 的活动性 故 项错误均不 能 置 换 出 溶 液 中 的故 比 均 活 泼 但无法比较 的活动性强弱 故 项错误 能置换出 溶液中的 但 不能置换出 溶液中的 因此 可得出三种金属的活动性顺序为 故 项正确既 不能置换出 溶液中的 也不能置换出 溶液中的 故 最不活泼 但 无 法 比 较 的 活 动 性 强 弱 故 项错误方

17、法二 对金属与酸反响产生氢气的图像的分析图像类型一横坐标表示反响时间 纵坐标表示氢气质量 等质量氢图该图像表示等质 量 的 镁 铝 锌 铁 中 分 别 加 入 等 浓 度 的 稀 盐酸时 酸的质量与生成氢气质量的关系方法三 金 属 与 酸 反 应 时，天 平 指 针 偏 转 问 题 的 解 题方法在天平两边的托盘上分别放一只烧杯 调节天平至平衡 然 后分别加 入 等 量 的 不 同 金 属 和 等 量 的 同 种 酸 天 平 指 针 偏 转 情况可表示产生氢气的快慢 金属活动性越强 斜率越大 产 生氢气越快产生等质量氢气的情况 足量的金属与等质量 等浓度的同种酸反应酸足量 投放的 金 属 与

18、酸 反 应 产 生 氢 气 的 质 量 恰 好 完 全 相同 如将 镁 铝 锌 铁分别投入足量的盐 酸中 充分反响后产生的氢气均为 等质不等价金属图该图像表示等质 量 的 种 金 属 分 别 与 足 量 稀 盐 酸 反 应 时 氢气质量与反响时间的关系越先出现拐点 表示反响速率越快 金属的活动性越强 平台 越高 表示产生的氢气越多产生氢气越多 金属的相对原子质量越小 铝的 看成图像类型二横坐标表示金属质量 纵坐标表示氢气质量天平指针首先偏向放出氢气较慢的一侧 即金属活动性 较弱的一侧天平指针最终偏转情况 假设放出氢气的质量相同 天平最终平衡 假设放出氢气的 质 量 不 同 天 平 指 针 最 终 偏 向 放 出 氢 气 较少的一侧例 在托盘天平的两边各放一只烧杯 调节天平至平衡 向两烧杯中分别注入足量的等质量 等浓度的稀硫酸 然后同时 向左 右两盘的烧杯中分别放入等质量的镁粉和铝粉 反响过程 中天平指针出现的现象是始终偏向右 先偏向左 后偏向右 始终平衡先偏向右 后偏向左 解析 镁比铝 活 泼 因 此 开 始 时 镁 与 稀 硫 酸 反 应 产 生 氢 气的速率较快 指针向右偏转 等质量的金属完全反响后 铝 产